Acta Nova

Editorial

Capacidad de los sistemas agroforestales dinámicos de proveer servicios agroecosistémicos. Tres estudios de caso en los Valles Interandinos de Bolivia

Resumen: En tiempo de crisis socioambiental cada agroecosistema juega un rol fundamental en la estabilidad planetaria. Este es el caso de los sistemas agroforestales dinámicos (SAFD) que nacen como una alternativa productiva a la agricultura convencional. Si bien desde el año 2008, las instituciones de la red Espacio Compartido en Sistemas Agroforestales (ECO-SAF) en Bolivia vienen instalando y promoviendo SAFD, no cuentan con un estudio sobre su capacidad de brindar servicios agroecosistémicos a la sociedad y planeta. Es por este motivo que el presente trabajo estimó los servicios agroecosistémicos que brindan los SAFD de las instituciones que forman parte de la red ECO-SAF en tres estudios de caso en los Valles Interandinos de Cochabamba. El estudio empleó la metodología Índice Capacidad de Servicios Agroecosistémicos (ICSA) que toma en cuenta 23 servicios agroecosistémicos. Se determinó que los SAFD tienen una capacidad de "relevante" a "media alta" para proveer servicios agroecosistémicos ya que los agroecosistemas con coberturas terrestres que tienen SAFD brindaron mayor diversidad de servicios (entre18 a 22 servicios). La calificación para los 23 servicios agroecosistémicos dentro los tres estudios de caso, mostró que los servicios con calificaciones altas fueron la regulación de nutrientes, la seguridad en el trabajo, los productos alimenticios libres de pesticidas y purificación de agua (calidad). En cambio, los servicios con calificaciones bajas pertenecieron a ganado doméstico y a oportunidad al trabajo. También cada estudio de caso contó con su ICSA, dando como resultado para la huerta N°1 y N°2 una capacidad "media alta" con un índice de 2,3 y 2,9 respectivamente. En cambio, para la huerta N°3 una capacidad "relevante" con un índice de 1,7. Adicionalmente, se generó un umbral de referencia para el ICSA (de 0 a 3) que puede ser una referencia para otros agroecosistemas. Por último, se evidencia el potencial de la metodología ICSA como herramienta de planificación para potenciar los servicios que brindan los agroecosistemas.

Abstract: In times of socio-environmental crisis, every agroecosystem on the planet plays a fundamental role in planetary stability. This is the case of dynamic agroforestry systems (DAS). These agroecosystems are born as a productive alternative to conventional agriculture. Although the institutions which are part of Shared Space in Agroforestry Systems network (ECO-SAF) have been installing and promoting DAS since 2008, it didn't have a study on their capacity to provide agroecosystem services to society and the planet. Thus, the present work estimated the agroecosystem services provided by the DAS of the ECO-SAF network in three case studies in the inter-Andean valleys of Cochabamba. The methodology used was the Agroecosystem Services Capacity Index (ICSA), which considers 23 agroecosystem services. It was determined that the DAS have a relevant to medium-high capacity to provide agroecosystem services since the agroecosystems with land cover that have DAS provided a greater diversity of services (between 18 to 22 services). The rating for the 23 agroecosystem services within the three case studies showed that the services with high ratings were nutrient regulation, occupational safety, pesticide-free food products and water purification (quality). Each case study also had its ICSA, resulting in a high average capacity for orchard N°1 and N°2 with an index of 2,3 and 2,9, respectively. While orchard N°3 had a relevant capacity with an index of 1,7. Additionally, a threshold (from 0 to 3) for the ICSA was generated. Finally, the potential of the ICSA methodology as a planning tool is evident, because it shows which agroecosystems provide the greatest agroecosystem services.

Acumulación de elementos potencialmente tóxicos en zonas agrícolas periurbanas de Cochabamba, Bolivia

Abstract: Agricultural soils located in peri-urban zones are at risk of contamination with potentially toxic elements due to their proximity to urban and industrial areas. The accumulation of these elements may affect ecosystem functioning and be hazardous for human health, consequently, evaluation of their concentrations is essential to determine accumulation patterns and to implement remediation measures if required. This study evaluated the concentrations of potentially toxic elements Mn, Zn, Pb, Cu and Cd in agricultural fields and irrigation canals of two peri-urban agricultural areas (Martillo and Tamborada) of Cochabamba, Bolivia. Soil and sediment samples were collected from agricultural fields and irrigation canals and their pH, electrical conductivity, organic matter, and the concentrations of Mn, Zn, Pb, Cu and Cd were determined. The results suggest accumulation of Zn, Cu and Mn in irrigation canals of both agricultural areas. Comparison of Tamborada and Martillo agricultural soils suggest Pb and Zn accumulation in Tamborada, while focal Cd accumulation was observed in Martillo. Element concentrations were within natural range variation of uncontaminated soils except for Zn in irrigation canals of Tamborada. The use of wastewater for irrigation, automobile-related diffuse pollution and the dumping of solid wastes in agricultural areas are potential contamination sources. While the alkaline, saline soils with loam and clay texture would contribute to reduce the bioavailability of potentially toxic elements, in the long-term, accumulation could lead to contamination and increase the risk of environmental and health hazard. The median concentrations for Mn, Zn, Pb and Cu (550.74, 75.95, 32.35 and 31.95 mg kg-1, respectively) are suggested as baselines values for the area.

Resumen: Los suelos agrícolas de áreas peri-urbanas están en riesgo de contaminación con elementos potencialmente tóxicos debido a su proximidad con áreas urbanas e industriales. La acumulación de estos elementos puede afectar los ecosistemas y la salud humana, por lo que la evaluación de sus concentraciones es importante para determinar los patrones de acumulación e implementar medidas de remediación si fuesen necesarias. Este estudio evaluó los elementos potencialmente tóxicos Mn, Zn, Pb, Cu y Cd en dos áreas agrícolas (Martillo y Tamborada) de la zona peri-urbana de Cochabamba, Bolivia. Se recolectaron muestras de suelo y sedimento y se determinó su pH, conductividad eléctrica, contenido de materia orgánica y las concentraciones de Mn, Zn, Pb, Cu y Cd. Los resultados sugieren acumulación de Zn, Cu y Mn en canales de riego de ambas áreas. Comparación de suelos agrícolas de Tamborada y Martillo sugieren acumulación de Pb en Tamborada, mientras que se observó acumulación focal de Cd en Martillo. Las concentraciones estuvieron dentro del rango de variación de suelos no contaminados, exceptuando el Zn en canales de riego de Tamborada. El uso de aguas residuales para riego, las emisiones atmosféricas de automóviles y el vertido de desechos sólidos son potenciales fuentes de contaminación. Si bien los suelos alcalinos y salinos contribuirían a reducir la disponibilidad de estos elementos, a largo plazo, su acumulación podría conducir a la contaminación de los suelos agrícolas. Las concentraciones medias de Mn, Zn, Pb y Cu (550.74, 75.95, 32.35 y 31.95 mg kg-1, respectivamente) se sugieren como valores de referencia para el área de estudio.

Estimación de fijación de carbono en las coberturas vegetales de la Serranía San Pedro (Cochabamba - Bolivia)

Resumen: Debido al aumento de las concentraciones de gases efecto invernadero y el deterioro de áreas verdes en la región metropolitana de Cochabamba, la Serranía San Pedro llega a representar un área verde importante dentro del paisaje urbano. Considerando que la serranía, todavía posee una cobertura vegetal nativa e casi toda su superficie, el presente estudio tuvo como objetivo estimar la fijación de carbono en los diferentes tipos de cobertura vegetal de la Serranía San Pedro, mediante métodos de estimación de biomasa no destructivos para contribuir a la gestión de esta función ambiental. La metodología utilizada fue la aplicación de ecuaciones alométricas en las coberturas de bosques y arbustales, para herbazales se calculó en base a la biomasa seca obtenida por la diferencia de peso seco y peso húmedo en laboratorio. La cobertura con mayor fijación de carbono por hectárea fue el bosque abierto (35,34 tC ha-1) y el de menor fijación de carbono por hectárea fue el herbazal (0,89 tC ha-1). Se observó que el área ocupada por las coberturas vegetales es importante y determinante para el valor de fijación de carbono total. Debido a la relación positiva entre conservación y fijación de carbono, se propusieron estrategias para el mantenimiento y fortalecimiento de la capacidad de fijación de carbono enfocadas en la restauración de la vegetación y control de presiones antrópicas.

Abstract: Due to the increase in greenhouse gas concentrations and the deterioration of green areas in the metropolitan region of Cochabamba, the San Pedro Mountain range represents an important green area within the urban landscape. Considering the deterioration of the mountain range (loss of vegetation cover), the objective of this study was to estimate the carbon fixation in the different vegetation covers of the San Pedro Mountain range, using biomass estimation methods to contribute to the management of this environmental function. The methodology used was the application of allometric equations in forest and shrub cover. The grasslands were extracted, dried and weighted in the laboratory. The cover with the highest carbon fixation per hectare was the open forest (35.34 tC ha-1) and the one with the lowest carbon fixation per hectare was the grassland (0.89 tC ha-1). It was observed that the area occupied by vegetation cover is important and decisive for the total carbon fixation value. Due to the positive relationship between conservation and carbon fixation, were proposed strategies for the maintenance and strengthening of carbon fixation capacity focused on vegetation restoration and control of anthropogenic pressures.

Prototipo de sistema de desinfección contra el COVID-19 a través de luz UV-C en la Universidad Católica Boliviana Sede Cochabamba

Resumen: Luego de 2 años de confinamiento por la pandemia causada por el COVID-19, para el retorno a clases presenciales la Universidad Católica Boliviana San Pablo sede Cochabamba desarrolló un sistema de desinfección portátil empleando luz UV- C que emplea un sensor de movimiento PIR, el cual está conectado a la placa de desarrollo ESP32 que controla dos módulos relé: uno de estado sólido que enciende y apaga la lámpara y otro electromecánico que controla una cerradura eléctrica mientras el proceso de desinfección esté activo. Para tener un seguimiento en tiempo real, se integra un bot en la aplicación Telegram. La placa ESP32 se conecta a Internet a través de la red WiFi. Se tiene un servidor configurado en la nube por medio del proveedor AWS. Dentro del mismo, se implementa un servidor Mosquitto, que es el broker del protocolo de comunicación MQTT para trabajar con la herramienta de desarrollo Node-RED e integrar una interfaz gráfica capaz de controlar el sistema de forma remota y desde cualquier parte del mundo. Se realizaron pruebas en diferentes ambientes de la universidad; la validación del sistema y de la desinfección se la hizo a través de papeles fotosensibles que varían su tonalidad según la incidencia de luz UV-C que tengan y con el análisis de superficies en un laboratorio clínico. Ambos métodos validaron la funcionalidad del sistema.

Abstract: After 2 years of confinement due to the pandemic caused by COVID-19, for the return to face-to-face classes, the Universidad Católica Boliviana San Pablo Sede Cochabamba developed a portable disinfection system using UV-C light that uses a PIR movement sensor, the which is connected to the ESP32 development board that controls two relay modules: a solid state one that turns the lamp on and off and another electromechanical one that controls an electric lock while the disinfection process is active. To have real-time monitoring, a bot is integrated into the Telegram application. The ESP32 board connects to the Internet through WiFi. There is a server configured in the cloud through the AWS provider. Within it, a Mosquitto server is implemented, which is the MQTT communication protocol broker to work with the Node-RED development tool and integrate a graphical interface capable of controlling the system remotely and from anywhere in the world. Tests were carried out in different environments of the university; The validation of the system and the disinfection was done through photosensitive papers that vary their hue according to the incidence of UV-C light they have and with the analysis of surfaces in a clinical laboratory. Both methods validated the functionality of the system.

Impacto de los incendios forestales en el estado natural de suelos afectados en la Chiquitanía (Santa Cruz, Bolivia) y propuesta de índices para su evaluación.

Resumen: La Chiquitanía es una ecoregión naturalmente adaptada al fuego, sin embargo, debido al creciente cambio de uso de suelo, los incendios forestales están ocurriendo con mayor frecuencia e intensidad. El objetivo de la investigación fue evaluar el impacto de los incendios forestales en el estado natural de suelos afectados, proponiendo índices para su evaluación. Se midieron parámetros físicos y químicos en siete parcelas con distintos grados de rastros de quema en dos tipos de ecosistemas representativos con mayor extensión en la región: Bosque semideciduo y Chaparral del Cerrado. Posteriormente se diseñó un índice que comparó estos valores con datos de referencia de los suelos de hace 40 años. La aplicación de este índice mostró que: (1) los suelos de Bosque están más próximos a su estado natural que los de Chaparral del Cerrado, (2) el suelo con quema más reciente fue el más afectado, (3) los parámetros más alterados en suelos de Chaparral del Cerrado son el potasio y fósforo disponible, (4) en suelos de Bosque son el potasio y la velocidad de infiltración. Estas diferencias posiblemente se deben tanto a las características intrínsecas propias de cada uno de los dos ecosistemas, como al uso de suelo diferenciado en ambos; ganadería extensiva con quemas anuales en Chaparrales y aprovechamiento forestal en Bosques.

Abstract: Chiquitanía is an ecoregion naturally adapted to fire, however, due to the increasing change in land use, wildfires are occurring with greater frequency and intensity. The objective of the research was to evaluate the impact of wildfires on the natural state of affected soils, proposing indexes for their evaluation. Physical and chemical parameters were measured in seven plots with different degrees of burn-traces in two types of representative ecosystems with the greatest extension in the region: "Semi-deciduous forest" and "Cerrado Chaparral". Subsequently, an index was designed that compared these values with reference data of soils from 40 years ago. The application of this index showed that: (1) Forests soils are closer to their natural state than those of Cerrado Chaparral, (2) the soil with the most recent burning was the most affected, (3) the most altered parameters in Cerrado Chaparral soils are available potassium and phosphorus, (4) for forest soils they are potassium and infiltration rate. These differences are possibly due to both the intrinsic characteristics of each ecosystem, as well as the differentiated land use in them; extensive cattle ranching with annual burning in Chaparrales and logging in forests.

Formulación de un snack saludable y nutritivo, a partir de los requerimientos de la población cochabambina

Resumen: En Bolivia, la industria de productos transformados de amarantáceas se encuentra en etapa temprana de desarrollo, las amarantáceas se comercializan principalmente en forma de granos, la mayor parte de la producción va a exportación y tan solo entre el 5% y 10 % se trasforma en producto de valor agregado. Por este motivo, surge el interés de formular un snack saludable y nutritivo, para ello se encuestó a 210 personas entre 18 y 65 años, del Cercado Cochabamba, así se pudo determinar la preferencia que tiene la población cochabambina hacia un snack saludable, es por ello por lo que se realizaron pruebas hedónicas para determinar la formulación de snack saludable a partir de amarantáceas miel y chocolate orgánicos. Dichas pruebas siguieron un diseño experimental con cinco muestras las cuales fueron distribuidas a doce jurados inexpertos, las respuestas de los mismos fueron sometidas a un análisis estadístico, donde los resultados fueron sometidos a un análisis de varianza de dos factores con un grado de confianza de 95%, con estos resultados se concluyó que el snack es aceptado con los atributos olor, color, sabor y textura, por otro lado, para discriminar entre las medias se empleó el procedimiento de diferencia honestamente significativa de Tukey, con el análisis estadístico se concluyó que la formulación con mayor aceptación está formada por 48% de Amaranto, 38% de chocolate, 9 % de cañahua y 5% de miel, por último, una vez determinada la formulación se realizó la caracterización del producto terminado, mostrando un significativo valor proteínico.

Abstract: In Bolivia, the industry of processed amaranthaceae products is in an early stage of development, amaranthaceae are mainly marketed in the form of grains, most of the production goes for export and only between 5% and 10% is transforms it into a value-added product. For this reason, the interest arose in formulating a healthy and nutritious snack, for this purpose, 210 people between 18 and 65 years old, from Cercado Cochabamba, were surveyed, thus it was possible to determine the preference that the Cochabamba population has towards a healthy snack, which is why that hedonic tests were carried out to determine the formulation of a healthy snack from organic amaranths, honey and chocolate. These tests followed an experimental design with five samples which were distributed to twelve inexperienced jurors. Their responses were subjected to a statistical analysis, where the results were subjected to a two- factor analysis of variance with a confidence level of 95. %, with these results it was concluded that the snack is accepted with the attributes odor, color, flavor and texture, on the other hand, to discriminate between the means, the Tukey honestly significant difference procedure was used, with the statistical analysis it was concluded that the most widely accepted formulation is made up of 48% amaranthus, 38% chocolate, 9% cañahua and 5% honey. Finally, once the formulation was determined, the characterization of the finished product was carried out, showing a significant protein value.

De productos y patentes: el caso del yacón

Resumen: El yacón (Smallanthus sonchifollius (Poepp.) H. Rob), tubérculo poco conocido fue investigado en temas relacionados como extracción de fructanos (87.7%), fermentación alcohólica (5.5-6.5% (vol.)) y acética (pH=3.21-3.82), secado en espuma (velocidad de secado constante 4 veces mayor, humedad final 7 veces menor en la mitad del tiempo comparado con producto no espumado) y características para formular productos lácteos. Se evidenció la existencia de más de 3 000 patentes foráneas que presentan barreras al desarrollo de su industrialización. Se desarrolló un análisis de las patentes según sus contenidos. 83.02% de las patentes pertenecen a China, Corea, Japón o Rusia. En casi 17% de los casos el yacón es el objeto directo de la patente. 59% de las patentes están relacionadas con alimentos.

Abstract: Yacon (Smallanthus sonchifollius (Poepp.) H. Rob), a little-known tubber was studied for fructan extraction (87.7%), ethanolic fermentation (5.5-6.5% (vol.)), acetic fermentation (pH=3.21-3.82), foam-mat drying (constant rate 4 times faster, final humidity 7 times lower in half the time when compared to the non-foamed product), as well as texturizing agent in dairy products. We uncovered over 3000 foreign patents that represent barriers for the industrialization of yacon. A content- based analysis of the patent is presented. 83.02% of the patents belong to China, Korea, Japan and Rusia. In almost 17% of the cases, yacon is the direct object of the patent. 59% of the patents are related to foods.